茶饮料生产线萃取过程6σ质量改善 组长：陈昌国 组员：杨林栋 王波 钟润婷 李玉珊

目录 1 Define 2 Measure 3 Analyze 4 Improve 5 Control 6 Discussion 7 Background 1 Define 2 Measure 3 Analyze 4 Improve 5 Control 6 Discussion 7

Background 背景 茶饮料生产线是“模范工厂”内建成的主要生产线之一，以各 种茶类饮料作为 产品，采用食品 级流程工艺，用 于节能研究，以 实际生产支持实 践教学

Define 定义——问题 阶段 研究对象 研究目标 茶汁萃取环节 萃取茶汁的质量及稳定性 探究茶汁质量影响因素及相互关系 探究茶汁萃取的适宜条件

Define 定义——流程描述 热水 萃取 萃取罐：萃取茶汁 容积：30L 茶叶 温度：70 oC （每罐浸泡15 mins） 离心机 萃取 过滤 冷水机 萃取罐：萃取茶汁 容积：30L 温度：70 oC （每罐浸泡15 mins） 过滤器：过滤茶叶 流速：> 500L/H 温度：70 oC 热交换器 流速：50L/10 mins 温度：70 oC  5 oC) Centrifuge equipment to remove sediment in cold temperature 25L/5 min 5 oC 热水 茶叶

Define 定义——变量 茶汁质量衡量指标 pH值 口感：苦度 色泽：茶水颜色 透明度：杂质 香味：茶香 茶多酚含量、微量元素……

Define 定义——变量 茶汁质量影响因素 水温 浸泡时间 茶水比例 搅拌速度 茶叶质量 过滤网密度……

Measure 测量 理化指标 温度：红外感应温度计 → 酒精温度计 pH：精密pH试纸 茶叶质量：电子天平 浸泡时间：手机秒表 水的量：量杯

Measure 测量 感官性指标 色泽、透明度、香味、口感 主观打分法 每个测量员同时观察、独立测量，用手势汇报结果 1, 3, 5, 7, 9 五个等级 每个测量员同时观察、独立测量，用手势汇报结果

Measure 测量 测量员的测量是否一致 定性观察 属性一致性分析 基本一致

Measure 测量 属性一致性分析 Kendall统计量是评价人的评估等级之间关联的度量 香味 检验员与标准 Kendall 的相关系数 检验员 系数 标准误系数 Z P 杨 0.786643 0.136663 5.73523 0.0000 李 0.816139 0.136663 5.95106 0.0000 钟 0.717192 0.136663 5.22703 0.0000 检验员之间 Kendall 的一致性系数 系数 卡方 自由度 P 0.745406 58.1417 26 0.0003 所有检验员与标准 系数 标准误系数 Z P 0.773325 0.0789025 9.78898 0.0000

Measure 测量 一些改进措施 通过预实验进行测量员培训 制作纸质托盘称取茶叶

Analyze 分析 质量波动来源 原料 设备 工艺 环境 测量系统

Analyze 分析

Improve 改进——实验方案 预实验 正式实验 验证调整实验参数 选择测量工具 培训检验员 波动来源分析 波动影响分析 预实验的成果：温度计，茶叶量的设置，需要精密pH试纸

Improve 改进——正式实验 3变量3水平全因子设计 量具 测量员 测量方法 温度计 量杯 pH试纸 3人 测量员对每组实验的每个变量独立测量 测量顺序：色泽、透明度、香味、口感、pH（冷却至常温）

Improve 改进——正式实验 响应变量 响应变量 正常操作水平 与范围 测量精度 （测量方法） 与试验目的的关系 pH 7, 3-9 7最好 口感 苦度等级:5 1-9 主观打分法 越接近正常水平越好 色泽 色泽深浅等级:5 透明度 透明等级:5 香味 香味等级:5

Improve 改进——正式实验 控制变量 控制变量 （单位） 正常水平与 可操作范围 测量精度 与方法 推荐试验设置 对响应变量的 预期效果 水温 (℃) 80 70-90 0.1 温度计 70,80,90 越高越好 浸泡时间 (s) 240 0-3600 秒表 120, 240, 360 适中最好 茶水比例 (g) 1:100 0:100-20:100 天平 0.5, 1.5, 3

Improve 改进——正式实验 固定变量 固定变量（单位） 期望试验设置值及允许变动范围 测量精度与方法 变量控制方法 预期效果 水量   固定变量（单位） 期望试验设置值及允许变动范围 测量精度与方法 变量控制方法 预期效果 水量 110 105-115 0.1 量筒 微小变化 茶的品种（绿茶） 使用同一种茶叶 无变化 茶的色泽 使用同一时期同种茶叶 茶叶提取次数 所有茶叶均用一次 水的pH pH计 使用同一桶纯净水

Improve 改进——正式实验 实验制约因素 实验条件和现实生产的差异 变量选择 变量因子水平数量选择 变量因子水平值设置 测量误差

Improve 改进——正式实验 直击现场

Improve-改进——数据分析 结果初探 pH指标无明显差异 双样本 T 检验和置信区间: T1, T2 T1 与 T2 的双样本 T N 均值 标准差 均值标准误 T1 9 6.5111 0.0928 0.031 T2 9 6.5222 0.0833 0.028 差值 = mu (T1) - mu (T2) 差值估计值: -0.0111 差值的 95% 置信区间: (-0.0997, 0.0775) 差值 = 0 (与 ≠) 的 T 检验: T 值 = -0.27 P 值 = 0.793 自由度 = 15

Improve 改进——数据分析 测量指标合并 问题1 ：三个因素的影响效果？ Q=0.2∗ 9− 色泽−5 +0.15∗(9−|透明度−5|)+0.35∗香味+0.3∗(9−|口感−5|) 问题1 ：三个因素的影响效果？ 温度影响不大 时间影响复杂 茶叶适中越好

Improve 改进——数据分析 问题1：三个因素的影响效果？ 交互作用不显著 一般线性模型: 质量 与 温度, 时间, 茶叶量 质量 的方差分析，在检验中使用调整的 SS 来源 自由度 Seq SS Adj SS Adj MS F P 温度 2 0.0941 0.0941 0.0470 0.10 0.906 时间 2 0.5430 0.5430 0.2715 0.57 0.584 茶叶量 2 14.2363 14.2363 7.1181 15.07 0.002 温度*时间 4 0.5970 0.5970 0.1493 0.32 0.860 温度*茶叶量 4 0.8837 0.8837 0.2209 0.47 0.759 时间*茶叶量 4 4.9081 4.9081 1.2270 2.60 0.117 误差 8 3.7785 3.7785 0.4723 合计 26 25.0407 S = 0.687252 R-Sq = 84.91% R-Sq（调整） = 50.96%

Improve 改进——数据分析 问题1：三个因素的影响效果？ 回归模型中温度和时间系数不显著 回归分析:质量 与 温度, 时间, 茶叶量 回归方程为 质量 = 5.01 - 0.072 温度 + 0.106 时间 + 0.750 茶叶量 自变量 系数 系数标准误 T P 常量 5.0148 0.6688 7.50 0.000 温度 -0.0722 0.1879 -0.38 0.704 时间 0.1056 0.1879 0.56 0.580 茶叶量 0.7500 0.1879 3.99 0.001 S = 0.797313 R-Sq = 41.6% R-Sq（调整） = 34.0%

Improve 改进——数据分析 问题2：哪个因素的改变对质量影响最大？ 茶叶的量是关键因素 温度和时间的影响较小 质量 = 5.01 - 0.072 温度 + 0.106 时间 + 0.750 茶叶量

Improve 改进——数据分析 问题3：最优的组合是什么？ 温度90℃，时间为2min，茶叶量为3g 质量 3 1 7.6 2 7.2 7.1

Control 控制 确定“最佳”色泽、透明度、香味、口感、pH的标准并实施 统一培训“品茶师” 萃取时保持温度恒定，例如使用保温棉等 使用天平称量茶叶质量 在无菌环境中生产茶饮料，以排除污染的空气对泡茶过程产生的影响 实验探索出的最优的组合为：温度70℃，时间为6min，茶叶量为1.5g/75mL 控制阶段(C阶段）。使改进后的流程程序化，并通过有效的监测手段，确保流程改进的成果。 主要方法有：标准化、程序化、制度化等

Discussion 讨论 成果： 未来的改进 主观打分法在感官指标测量中的应用 探索了萃取环节最佳的参数设置 制作了温度控制图 对实际生产提出了建议 未来的改进 通过更多的实验探索温度对萃取环节的影响

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